阿荣旗暴雨过程环流背景预报指标研究

陈高娃，田 野

（阿荣旗气象局，内蒙古自治区 呼伦贝尔 162750）

内蒙古自治区呼伦贝尔市阿荣旗是以农业为主的旗县，农业种植面积3.144×104hm2，粮食生产能力15×108kg，是全国441个优质商品粮基地县和5个自治区级大豆主产区之一，素有“粮豆之乡”的美誉。阿荣旗地形复杂、气候多变，气象灾害种类繁多，其中暴雨是对农业影响最大的气象灾害。因此，探究阿荣旗地区暴雨变化特征，明晰暴雨预报指标，对提高有关单位对暴雨气候诊断分析能力和增加暴雨提前预报的准确率具有重要意义[1-8]。

1 资料与分析方法

1.1 资料

本研究以内蒙古自治区呼伦贝尔市阿荣旗1957年—2016年逐日和逐时降水量为基础资料进行分析。其中逐日降水量日界限为当日20时—次日20时。1957年—2004年逐时降水量资料使用降水自记记录，2005年以后使用自动气象站逐小时记录降水资料[1-3]。位势高度场和暴雨发生时的环流背景采用2.5°×2.5°ECMWF进行分析，分析数据间隔为每6 h（8时、14时、20时和次日2时）。

使用中国气象局最佳台风路数据，分析台风（或热带气旋）活动情况，最后总结出暴雨预报指标。

环流形势使用500 hPa、700 hPa和850 hPa高度场和温度场，分析图均为暴雨当天8时。

凝练暴雨预报指标时段选取在1979年—2016年（其中2015年和2016年无暴雨）31次过程。

1.2 分析方法

本研究使用GrADS和ECMWF软件对资料进行分析，并调取数据和绘图。

2 暴雨环流形式特征

根据朱乾根等、顾润源等和陶诗言等[4-6]研究情况，将阿荣旗大尺度暴雨环流形式分为5类：①副高（或与鄂霍次克海高压共同）与西风带系统相互作用；②副高与其西侧北上的热带气旋共同与西风带系统相互作用；③鄂霍次克海高压与西风带系统相互作用；④热带气旋与西风带系统远距离的相互作用；⑤西风带系统直接作用。

2.1 副高(或与鄂霍次克海高压)与西风带系统的相互作用

对1957年—2016年的数据进行分析可以看出，阿荣旗暴雨过程主要出现在副高脊线第2次至第3次北跳过程中。在31次暴雨过程中，有3例是由副高与西风带系统相互作用产生（中纬度40～60°N 100～140°E深厚低涡系统占据），14例由副高和鄂霍次克海高压共同与西风带作用产生，17例副高北界均比常年偏北（见表1）。

表1 大尺度环流形式统计表Tab.1 The statistics of large-scale circulation forms

副高西侧西南气流与中高纬度深厚的冷涡相连接输送孟加拉湾或南海暖湿空气，暖湿空气与冷涡南下的冷空气交汇，形成不稳定层结；鄂霍次克海高压（或高压脊）使低涡系统阻挡在呼伦贝尔市附近加深停留，高压底部偏东气流输送日本海和鄂霍次克海水汽；低层涡旋的移入，西南低空急流出口风速辐合，加强垂直运动，产生暴雨。

此类暴雨过程中，选取连续性暴雨1998年8月9日—11日3次过程作为个例进行分析。8月8日—11日，500 hPa亚洲中高纬度地区维持两脊一槽的环流形式，鄂霍次克海到雅库茨克地区和乌拉尔山地区分别位于稳定而强生的阻塞高压；两高之间90°E～120°E为低压槽；下游高压的持续稳定对东北冷涡的活动有明显的阻塞作用，而上游高脊的稳定则有利于极地冷空气沿脊前槽后西北气流南下，不断为东北冷涡提供新鲜冷空气；低纬度副高北跳至30°N以北，9日—11日一直稳定在30～35°N，并与鄂海阻高压同位相叠加，形成南北向阻塞系统，并输送西南暖湿气流，阿荣旗发生连续性暴雨过程。

2.2 副高和其西侧北上的热带气旋共同与西风带系统相互作用

此类案例中热带气旋南海或台湾附近，或是在我国南部沿海登陆。西风带为深厚的低槽，深槽一般发展形成低涡。阿荣旗位于低涡前部，高空300 hPa东北地区一般处于高空急流区入口右侧的强辐散区。此时热带气旋沿副高西侧北上，副高与西风带低涡前部西南气流共同输送热带气旋外围水汽。台风作为“水库”远距影响阿荣旗地区，产生暴雨提供了源源不断的水汽。

个例1：2012年7月26日暴雨过程。500 hPa中高纬度，高压稳定在贝加尔湖北部，并贝加尔湖地区存在冷涡，冷涡底部短波槽活动频繁，携带小股弱冷空气内蒙古地区自西向东移动，至26日短波槽加深为低槽移动至呼伦贝尔市，副高西伸至我国大陆，低纬度588 dgpm线北界位于40°N附近，西伸脊点111°E附近，此时24日在广东沿海登陆的第8号台风“韦森特”移动至广西壮族自治区南宁市境内减弱为热带低压，通过水汽输送情况能看出副高西侧西南气流与中高纬度西风带共同使热带低压水汽输送至阿荣旗，产生暴雨。

个例2：2014年7月8日暴雨过程。500 hPa中高纬度地区两脊一槽的环流形式，上游位于贝加尔湖北部脊提供冷空气，使贝加尔湖槽加深演变为冷涡，下游高压脊稳定维持在鄂霍茨克海阻挡冷涡停留呼伦贝尔市附近。低纬度副高588 dgpm线北界位于30～35°N，西伸脊点120°E以东，热带气旋副高西侧北上，副高西侧偏南气流与中纬度低涡前部西南风共同输送热带气旋暖湿空气至阿荣旗，出现暴雨过程。

2.3 鄂霍茨克海高压与西风带系统相互作用

此类1957年—2016年在阿荣旗只出现1次，为2014年6月8日。500 hPa中高纬度为两脊一槽，分别位于乌拉尔山和50～60°N（西北—东南向脊线），位于西西伯利亚低涡底部分离出来的小槽东移南下发展成低涡至我国东北40°N附近。低涡前东南气流和50～60°N西北—东南向脊前东南气流共同输送日本海水汽，导致阿荣旗出现暴雨过程。此时低纬度以偏西风气流为主，因副高还没发生第1次北跳（6月中旬，北界线20°N以北），副高北界线位于20°N以南，西脊点140°E以东，对暴雨没有产生影响。

2.4 热带气旋与西风带系统远距离的相互作用

孙建华等[8]指出，西太平洋是世界上台风（或热带气旋）发生最频繁的地区，当条件有利时可与中纬度系统发生相互作用，引发暴雨。通过分析发现，在副高东缩至140°E以东背景下，2次暴雨伴随东海热带低压，虽然热带低压没有直接产生阿荣旗暴雨天气，但是分析中发现西北上的热带低压向暴雨区输送暖湿空气，水汽通道700 hPa上更为明显。

以1994年7月28日为例，500 hPa中高纬度为两脊一槽，分别位于叶尼塞河和鄂霍次克海，槽南伸至35°N，700 hPa低纬度热带低压（15～35°N，110～120°E）与深槽同位相叠加，阿荣旗产生暴雨提供水汽。

2.5 西风带系统直接作用

通过1979年—2016年暴雨过程统计分析，不受副高、鄂霍次克海高压和台风影响引发的阿荣旗暴雨天气只1次，出现在2000年7月19日。

500 hPa中高纬度一脊一槽，脊位于乌拉尔山，深槽南伸至30°N东北-西南向位于中国西部，45°N以南中国东部（110°E以西）为宽广的低压系统控制，上下同位相叠加利于水汽输送。低层850 hPa西南低空急流出口左侧辐合触发暴雨天气。

2.6 大尺度环流形式暴雨指标

（1）副高和鄂霍次克海高压不仅与阿荣旗暴雨关系密切，而且也是阿荣旗暴雨的重要大尺度环流，其副高西缘的西南气流和鄂霍次克海高压偏东或东南气流是阿荣旗暴雨的主要水汽输送；阿荣旗暴雨过程多与副高和鄂霍次克海高压共同作用下发生。

（2）副高北界线纬度比常年偏北3～10°N（见表2），或副高与鄂霍次克海同位相叠加形成高压坝。

表2 副高影响下暴雨发生时副高北界和西伸脊点特征统计Tab.2 The statistics of the characteristics of the northern boundary and the western ridge point of the subtropical high during the rainstorm under the influence of the subtropical high

（3）西风带环流系统有冷涡移入时，常有暴雨发生。

（4）热带气旋远距离影响均副高东撤至140°E以东，热带低压多处于东海。

（5）副高西脊点比常年偏东时与热带气旋共同作用于阿荣旗暴雨。台风均减弱为热带低压、热带风暴和强热带风暴时作用于阿荣旗暴雨过程。